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IE 《系统建模与仿真》System Modeling Simulation 江苏大学管理学院工业工程系 王建华 jiannywang@163.com 课程说明 参考书： 《生产物流系统建模与仿真----WITNESS系统及应用》--科学出版社—王亚超编著 《离散事件系统仿真》--机工出版社—肖田元译 《离散事件系统建模与仿真》--清华大学出版社—顾启泰编著 网络资料： 课程网站： 冬季仿真会议网站： witness网站： 学时安排： 上课30学时，上机15学时 课程目的 了解离散事件系统建模与仿真的基本理论 掌握随机数及随机变量的产生和检验方法 能够使用事件调度法编制简单的系统仿真模型 掌握系统建模与仿真工具WITNESS的应用 生产系统建模与仿真 库存系统建模与仿真 服务系统建模与仿真 供应链系统建模与仿真 …… 能够对仿真结果进行统计分析 第01讲 系统建模与仿真概述 一、系统模型 1.1 系统 1.2 模型及其分类 1.3 系统模型的性质 1.4 建立模型时应遵循的基本原则 1.1系统的定义 系统仿真的研究对象是具有独立行为规律的系统。 系统是指相互联系又相互作用的对象的有机组合。 从广义上讲，系统的概念是非常广阔的，大到无穷的宇宙世界，小到分子原子，都称之为系统。 从仿真角度来说：使用仿真软件构件的实际运作对象。 系统的划分： 非工程系统是指自然和社会在发展过程中形成的，被人们在长期的生产劳动和社会实践中逐渐认识的系统。 工程系统是指人们为满足某种需要或实现某个预定的功能，利用某种子段构造而成的系统。 社会、经济、环境、交通、生物圈、血液循环系统 机械、电气、动力、生产、物流、服务、供应链、汽车、自行车、铅笔 1.2 模型 及其分类 定义： 模型是对相应的真实对象和真实关系中那些有用的和令人感兴趣的特性的抽象，是对系统某些本质方面的描述，它以各种可用的形式提供被研究系统的信息。 建模需要完成两方面内容 一是建立模型结构；在建立模型结构时，要确定系统的边界、鉴别系统的实体、属性和活动。 二是提供数据。提供数据要求能够使包含在活动中的各个属性之间的关系得以确定。 模型演示 国外汽车设计流程图: 图示模型、计算机模型、实物模型 MotorAssemblyRunningProcess.Flv：生产过程 VR 仿真过程 MotorAss.avi：发动机组装仿真模型 模型分类：实物模型、图示模型、计算机（模拟）模型、数学模型 1.2 模型及其分类 模型分类及其特性 1.3 系统模型的性质 系统模型结构的性质： ①相似性 模型与所研究系统在属性上具有相似的特性和变化规律，这就是真实系统与模型之间具有相似的物理属性或数学描述。 ②简单性 从实用的观点来看，由于在模型的建立过程中，忽略了一些次要因素和某些非可测变量的影响，因此实际的模型已是一个被简化了的近似模型。 一般来说，在实用的前提下，模型越简单越好。 ③多面性 对于由许多实体组成的系统来说，由于其研究目的不同，就决定了所要收集的与系统有关的信息也是不同的，所以用来表示系统的模型并不是唯一的。 由于不同的分析者所关心的是系统的不同方面，或者由于同一分析者要了解系统的各种变化关系，对同一个系统可以产生相应于不同层次的多种模型。 1.4 建立模型时应遵循的基本原则 建立模型时应遵循的基本原则 ①清晰性：一个复杂的系统是由许多子系统组成的，对应的系统模型也是由许多子模型构成的。在子模型之间除了研究目的所必需的信息联系外，相互辐合要尽可能少，结构要尽可能清晰。 ②相关性：模型中应该只包括系统中与研究目的有关的那些信息。 ③准确性：建立系统模型时，应该考虑所收集的、用以建立模型的信息的准确性 ④可辨识性：模型结构必须具有可辨识的形式。所谓可辨识性是指系统的模型必须有确定的描述或表示方式，而在这种描述方式下与系统性质相关的参数必须有唯一确定的解。 ⑤集合性：是能够把一些个别的实体组成更大实体的程度，即模型的集合性。 二、 系统仿真 2.1 系统仿真的定义 系统仿真是建立在控制理论、相似理论、信息处理技术和计算机初等理论基础之上的，以计算机和其他专用物理效应设备为工具，利用系统模型对真实或假设的系统进行试验，并借助于专家的经验知识、统计数据和信息资料对实验结果进行分析研究，进而做出决策的一门综合的实验性学科。 The dynamic representation of a real system by a model which behaves in the same manner as the system itself. 2.1 系统仿真分类 （1）静态和动态：静态模型与时间没有关系，而在动态模型中时间却扮演着不可或缺的角色。 在2.2 节介绍的浦丰